Формула гидроксида кальция

Определение и формула гидроксида кальция

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидроксид кальция (гашеная известь, портландит) — это сложное химическое соединение, относящееся к классу оснований и образующееся при взаимодействии оксида кальция с водой.

Формула – $Ca\left ( OH \right )_2$

Молярная масса равна $74,09$ г/моль.

Физические свойства – белая порошкообразная субстанция, плохо растворимая в воде.

Химические свойства гидроксида кальция

Гидроксид кальция при нагревании ( $520-580^{\circ} \text{C}$ ) разлагается без плавления:
$Ca\left ( OH \right )_2=CaO+H_2O$
Проявляет основные свойства, реагируя с кислотами:
$Ca\left ( OH \right )_2 + 2HCl=CaCl_2+2H_2O$

$Ca\left ( OH \right )_2 + H_2SO_4=CaSO_4 \downarrow +2H_2O$
Вступает в химическое взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей:
$Ca\left ( OH \right )_2 + CO_2=CaCO_3 \downarrow +H_2O$

Получение

Гидроксид кальция можно получить при взаимодействии кальция с водой. Реакция идет уже при комнатной температуре:

$Ca+2H_2O=Ca\left ( OH \right )_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

Другой способ получения основывается на химической реакции оксида кальция с водой:

$CaO+H_2O=Ca\left ( OH \right )_2$

Применение гидроксида кальция

Гашеная известь находит широкое применение. Она используется при побелке помещений, заборов. Издавна применяется в строительстве. Ее используют для умягчения воды. Гидроксид кальция является исходным реагентов для получения хлорной извести, удобрений. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E526. Это далеко не все способы применения данного соединения.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Какова массовая доля $Ca\left ( OH \right )_2$ в его насыщенном водном растворе?

Решение

Молярную растворимость $Ca\left ( OH \right )_2$ найдем из его произведения растворимости. Запишем гетерогенное равновесие гидроксида кальция в водном растворе:

$Ca\left ( OH \right )_2 \rightleftarrows Ca^{2+} + 2OH^-$

Тогда, равновесная концентрация ионов $\left [ Ca \right ]^{2+} = x$ ,

а равновесная концентрация гидроксид-анионов $\left [ OH \right ]^{-} = 2 \cdot x$ моль/л

Запишем выражение для определения произведения растворимости $K_{sp}$ :

$K_{sp}=\left [ Ca^{2+} \right ]\cdot \left [ OH^{-} \right ]^2=x\cdot \left ( 2 \cdot x \right )^2=4 \cdot x^3$

Из справочника найдем, что :

$K_{sp}\left ( Ca\left ( OH \right )_2 \right ) = 6,5 \cdot 10^{-6}$

Выразим из данного выражения $x$ и найдем его численное значение:

$x=\sqrt[3]{\frac{K_{sp}}{4}}=\sqrt[3]{\frac{6,5 \cdot 10^{-6}}{4}}=0,012$ моль/л

Так как из 1 моль гидроксида кальция образуется 1 моль ионов $Ca^{2+}$ , то в растворе находится $x$ моль/л $Ca\left ( OH \right )_2$ , т.е. молярная концентрация гидроксида кальция:

$C_M\left ( Ca\left ( OH \right )_2 \right )=0,012$ моль/л

Пересчитаем молярность в массовую долю, приняв плотность раствора за единицу, так как концентрация раствора мала:

$\omega \left ( Ca\left ( OH \right )_2 \right )=\frac{M \left ( Ca\left ( OH \right )_2 \right ) \cdot C_M \left ( Ca\left ( OH \right )_2 \right )}{\rho_{solution }\cdot 1000}=\frac{74,093 \cdot 0,012}{1 \cdot 1000}=8,891 \cdot 10^{-4}$ или $0,089 \%$